(57)【要約】      （修正有）【課題】カートリッジの燃料電池本体への完全な装着状態が容易に確認でき、燃料充填時における液体燃料の漏洩が無く、安全に液体燃料を充填することが可能な燃料電池用燃料供給機構および該燃料供給機構を用いた燃料電池を提供する。【解決手段】収容した液体燃料１を射出するノズル２を有するカートリッジ３からの液体燃料１を受け入れる注入口４を有する燃料電池本体５を備え、ノズル２と注入口４とを着脱自在に構成し、ノズル２の外周部に周溝６が形成されており、燃料電池本体５の注入口４の外周に沿った少なくとも一部に切欠部７が形成されており、上記切欠部７に嵌着された弾性体８はノズル２が注入口４の定位置まで挿入された時にノズル２の周溝６に部分的に嵌着し、ノズル２を定位置に弾性的に固定することを特徴とする燃料電池用燃料供給機構および該燃料供給機構を用いた燃料電池を提供する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
収容した液体燃料を射出するノズルを有するカートリッジと、上記カートリッジからの液体燃料を受け入れる注入口を有する燃料電池本体とを備え、上記カートリッジのノズルと燃料電池本体の注入口とを着脱自在に構成した燃料電池において、上記カートリッジのノズルの外周部に周溝が形成されている一方、上記燃料電池本体の注入口の外周に沿った少なくとも一部に切欠部が形成されており、上記切欠部に弾性的に嵌着され、上記カートリッジのノズルが燃料電池本体の注入口の定位置まで挿入された時にノズルの周溝に部分的に嵌着し上記ノズルを定位置に弾性的に固定する弾性体を配設したことを特徴とする燃料電池用燃料供給機構。
【請求項２】
前記弾性体は、一方に開放端を形成した略Ｕ字状のピンであり、このＵ字状ピンの対向する２辺がノズルの周溝に嵌入することによりノズルを２点で挟持し固定するように構成したことを特徴とする請求項１記載の燃料電池用燃料供給機構。
【請求項３】
前記弾性体は、一つの角部に開放端を形成した略三角形状のピンであり、この三角形状ピンの対向する３辺がノズルの周溝に嵌入することによりノズルを３点で挟持し固定するように構成したことを特徴とする請求項１記載の燃料電池用燃料供給機構。
【請求項４】
前記弾性体は、一部に切欠を形成した略円形状のピンであり、この円形状ピンの円周部がノズルの周溝に嵌入することによりノズルを線接触で挟持し固定するように構成したことを特徴とする請求項１記載の燃料電池用燃料供給機構。
【請求項５】
前記弾性体の断面形状が円形であることを特徴とする請求項１記載の燃料用燃料供給機構。
【請求項６】
前記弾性体の断面形状が楕円形であることを特徴とする請求項１記載の燃料電池用燃料供給機構。
【請求項７】
前記弾性体の断面形状が前記ノズルの周溝に嵌入する部分が閉じた略Ｕ字形状であることを特徴とする請求項１記載の燃料電池用燃料供給機構。
【請求項８】
収容した液体燃料を射出するノズルを有するカートリッジと、上記カートリッジからの液体燃料を受け入れる注入口を有する燃料電池本体とを備え、上記カートリッジのノズルと燃料電池本体の注入口とを着脱自在に構成した燃料電池において、上記燃料電池本体の注入口の外周部に周溝が形成されている一方、上記カートリッジのノズルの外周に沿った少なくとも一部に切欠部が形成されており、上記ノズルの切欠部に弾性的に嵌着され、上記燃料電池本体の注入口がカートリッジのノズルの定位置まで挿入された時に注入口の周溝に部分的に嵌着し上記注入口を定位置に弾性的に固定する弾性体を設けたことを特徴とする燃料電池用燃料供給機構。
【請求項９】
前記弾性体は、一方に開放端を形成した略Ｕ字状のピンであり、このＵ字状ピンの対向する２辺が注入口の周溝に嵌入することにより注入口を２点で挟持し固定するように構成したことを特徴とする請求項８記載の燃料電池用燃料供給機構。
【請求項１０】
前記弾性体は、一つの角部に開放端を形成した略三角形状のピンであり、この三角形状ピンの対向する３辺が注入口の周溝に嵌入することにより注入口を３点で挟持し固定するように構成したことを特徴とする請求項８記載の燃料電池用燃料供給機構。
【請求項１１】
前記弾性体は、一部に切欠を形成した略円形状のピンであり、この円形状ピンの円周部が注入口の周溝に嵌入することにより注入口を線接触で挟持し固定するように構成したことを特徴とする請求項１記載の燃料電池用燃料供給機構。
【請求項１２】
前記弾性体の断面形状が円形であることを特徴とする請求項８記載の燃料用燃料供給機構。
【請求項１３】
前記弾性体の断面形状が楕円形であることを特徴とする請求項８記載の燃料電池用燃料供給機構。
【請求項１４】
前記弾性体の断面形状が前記ノズルの周溝に嵌入する部分が閉じた略Ｕ字形状であることを特徴とする請求項８記載の燃料電池用燃料供給機構。
【請求項１５】
請求項１ないし請求項１４いずれか１項記載の燃料電池用燃料供給機構を有する燃料電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は燃料電池用燃料供給機構および燃料電池に係り、特に液体燃料を収容したカートリッジと、上記カートリッジからの液体燃料を適宜受け入れる燃料電池本体とを備え、上記カートリッジと燃料電池本体とを着脱自在に構成した燃料電池において、カートリッジの燃料電池本体への完全な装着状態が容易に確認でき、燃料充填時における液体燃料の漏洩が無く、簡単な構成で安全に液体燃料を充填することが可能な燃料電池用燃料供給機構およびその燃料電池用供給機構を有する燃料電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、パーソナルコンピュータ、携帯電話、携帯音響機器等の各種電子機器は、半導体技術の発達と共に小型化され、燃料電池をこれらの小型機器用の電源に用いることが試みられている。燃料電池は、燃料と酸化剤としての空気とを供給するだけで発電することが可能であり、実質的に燃料のみを補給すれば長時間連続して発電できるという利点を有しているため、小型化が実現すれば携帯電子機器の作動電源として極めて有利なシステムといえる。特に、直接メタノール型燃料電池（ＤＭＦＣ；ｄｉｒｅｃｔ  ｍｅｔｈａｎｏｌ  ｆｕｅｌ  ｃｅｌｌ）は、エネルギー密度が高いメタノールを燃料として用い、メタノールから電極触媒上で直接電流を取り出せるため、改質器も不要なことから小型化が可能であり、燃料の取り扱いも水素ガスを燃料として使用する電池と比較して容易なことから小型機器用電源として有望である。
【０００３】
上記ＤＭＦＣにおける発電部への燃料の供給方法としては、液体燃料を気化してからブロア等で燃料電池内に送り込む気体供給型ＤＭＦＣと、液体燃料をそのままポンプ等で燃料電池内に送り込む液体供給型ＤＭＦＣと、更に、特許文献１に示すような内部気化型ＤＭＦＣ等が知られている。
【０００４】
特許文献１に示す内部気化型ＤＭＦＣは、液体燃料を保持する燃料浸透層と、燃料浸透層中に保持された液体燃料のうち気化成分を拡散させるための燃料気化層とを備えるもので、気化した液体燃料が燃料気化層から燃料極に供給される。特許文献１に記載された燃料電池では、液体燃料としてメタノールと水が１：１のモル比で混合されたメタノール水溶液が使用され、メタノールと水の双方を気化ガスの形で燃料極に供給している。
【０００５】
液体燃料としてのメタノールは燃料カートリッジ内に充填されており、燃料電池本体に一体に組み付けられた燃料タンクに適宜充填される。すなわち、ポリプロピレン（ＰＰ）やアクリロニトリルブタジエンスチレン共重合体（ＡＢＳ）等の樹脂材料から構成されメタノールが充填された燃料カートリッジが、燃料タンクの注入口に装着された状態でその胴部が押圧されて内部のメタノールが加圧された状態で燃料タンクに注入される。
【特許文献１】特許第３４１３１１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来の燃料電池に使用される燃料カートリッジを燃料電池本体の燃料タンクの注入口にねじ装着する場合には、完全にねじを締着する前の不完全な段階で燃料カートリッジ側面を押圧して燃料を押出すことが多く、装着部で液漏れを生じ易く安全性に問題があった。また完全に締着するためには、燃料タンク側のねじとカートリッジ側のねじとを正確に一致させてねじ込む必要があるために、装着操作が煩雑になる難点もあった。また、両方のねじの中心が一致しない状態で無理やりねじ込む結果、ねじ山が損傷して以後の装着が困難になる場合もあった。いずれにしても、ねじ装着式の場合においては、ねじ部の加工操作が煩雑であり加工費が増大化するために、より簡易で安価な脱着構造が求められていた。
【０００７】
本発明は、上述した事情を考慮してなされたものであり、液体燃料を収容したカートリッジと、上記カートリッジからの液体燃料を適宜受け入れる燃料電池本体とを備え、上記カートリッジと燃料電池本体とを着脱自在に構成した燃料電池において、カートリッジの燃料電池本体への完全な装着状態が容易に確認でき、燃料充填時における液体燃料の漏洩が無く、簡単な構成で安全に液体燃料を充填することが可能な燃料電池用燃料供給機構およびその燃料電池用燃料供給機構を有する燃料電池を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために本発明者らは燃料カートリッジのノズルと燃料電池本体の注入口との種々の脱着構造を創案して、各脱着構造が装着状態の完全さ、装着状態の確認の容易性、燃料漏れの生じ易さ及び構造の簡素さに及ぼす影響を実験により比較検討した。その結果、特にノズルおよび注入口の一方に弾性体を装着し、ノズルと注入口とが所定位置まで十分に装着されたときに、他方に形成された周溝に上記弾性体が部分的に嵌着し上記周溝を形成した部材を定位置に弾性的に固定するように構成した場合に、弾性体が周溝に嵌着する際に発する装着音によってノズルと注入口とが十分に装着されたことが容易に確認でき、燃料充填時における液体燃料の漏洩が無く、簡単な構成で安全に液体燃料を充填することが可能な燃料電池用燃料供給機構が初めて得られると言う知見を得た。本発明は上記知見に基づいて完成されたものである。
【０００９】
本発明に係る燃料電池用燃料供給機構は、収容した液体燃料を射出するノズルを有するカートリッジと、上記カートリッジからの液体燃料を受け入れる注入口を有する燃料電池本体とを備え、上記カートリッジのノズルと燃料電池本体の注入口とを着脱自在に構成した燃料電池において、上記カートリッジのノズルの外周部に周溝が形成されている一方、上記燃料電池本体の注入口の外周に沿った少なくとも一部に切欠部が形成されており、上記切欠部に弾性的に嵌着され、上記カートリッジのノズルが燃料電池本体の注入口の定位置まで挿入された時にノズルの周溝に部分的に嵌着し上記ノズルを定位置に弾性的に固定する弾性体を配設したことを特徴とする。
【００１０】
上記燃料電池用燃料供給機構は弾性体を燃料電池本体の注入口側に装着した例を示しているが、他の態様として次に示すように、上記弾性体をカートリッジのノズル側に装着して構成することも可能である。
【００１１】
すなわち、本発明に係る燃料電池用燃料供給機構は、収容した液体燃料を射出するノズルを有するカートリッジと、上記カートリッジからの液体燃料を受け入れる注入口を有する燃料電池本体とを備え、上記カートリッジのノズルと燃料電池本体の注入口とを着脱自在に構成した燃料電池において、上記燃料電池本体の注入口の外周部に周溝が形成されている一方、上記カートリッジのノズルの外周に沿った少なくとも一部に切欠部が形成されており、上記ノズルの切欠部に弾性的に嵌着され、上記燃料電池本体の注入口がカートリッジのノズルの定位置まで挿入された時に注入口の周溝に部分的に嵌着し上記注入口を定位置に弾性的に固定する弾性体を設けたことを特徴とする。
【００１２】
上記各燃料電池用燃料供給機構においてカートリッジのノズルを燃料電池本体の注入口の定位置まで十分に装着すると、弾性体がノズルまたは注入口の外周部に形成された周溝に、「カチッ」という装着音を発生させて嵌着し上記ノズルまたは注入口を定位置に弾性的に固定する。したがって、燃料を注入する使用者は、上記弾性体が周溝に嵌入する装着音によってカートリッジのノズルが燃料電池本体の注入口に完全に装着されたことを確認することができ、しかる後にカートリッジを押圧することにより、注入口を経てカートリッジ内の燃料を燃料電池本体へ漏洩無く注入することが可能になる。
【００１３】
また上記各燃料電池用燃料供給機構において、前記弾性体は、一方に開放端を形成した略Ｕ字状のピンであり、このＵ字状ピンの対向する２辺がノズルまたは注入口に形成した周溝に嵌入することによりノズルまたは注入口を２点で挟持し固定するように構成すると良い。
【００１４】
このように、Ｕ字状ピンを用いノズルまたは注入口を２点で挟持し固定するように構成することにより、ノズルと注入口との装着状態が安定化する上に、カートリッジのノズルの軸線と燃料電池本体の注入口の軸線とが一致し正常な液密状態で接合していることが容易に確認できる。
【００１５】
さらに、上記燃料電池用燃料供給機構において、前記弾性体は、一つの角部に開放端を形成した略三角形状のピンであり、この三角形状ピンの対向する３辺がノズルまたは注入口に形成した周溝に嵌入することによりノズルまたは注入口を３点で挟持し固定するように構成しても良い。
【００１６】
このように、三角形状ピンを用いノズルまたは注入口を３点で挟持し固定するように構成することにより、ノズルと注入口との装着状態がより安定化する上に、カートリッジのノズルの軸線と燃料電池本体の注入口の軸線とが一致し正常な液密状態で接合していることが容易に確認できる。
【００１７】
また上記燃料電池用燃料供給機構において、前記弾性体は、一部に切欠を形成した略円形状のピンであり、この円形状ピンの円周部がノズルまたは注入口に形成した周溝に嵌入することによりノズルまたは注入口を線接触で挟持し固定するように構成しても良い。
【００１８】
このように、一部に切欠を形成した略円形状のピンを用い、ノズルまたは注入口を線接触で挟持し固定するように構成することにより、ノズルと注入口との装着状態がより安定化する上に、カートリッジのノズルの軸線と燃料電池本体の注入口の軸線とが一致し正常な液密状態で接合していることが容易に確認できる。
【００１９】
上記弾性体を構成する材料としては、ノズルまたは注入口を所定の挟持力で固定するためにＪＩＳ  Ｇ  ４８０１のＳＵＰ材を使用したもの、また、ＪＩＳ  Ｇ  ３５６０  のばね用炭素鋼オイルテンパー線、ＪＩＳ  Ｇ  ３５６１  の弁ばね用炭素鋼オイルテンパー線、ＪＩＳ  Ｇ  ３５６５の弁ばね用クロムバナジウム鋼オイルテンパー線、ＪＩＳ  Ｇ  ３５６６の弁ばね用シリコンクロム鋼オイルテンパー線、ＪＩＳ  Ｇ  ３５６７  のシリコンマンガン鋼オイルテンパー線、ＪＩＳ  Ｇ  ３５６８  のばね用シリコンクロム鋼オイルテンパー線でこれらの線径が５ｍｍ以下で引張強さが１２００Ｎ／ｍｍ２以上のもの、また、ＪＩＳ  Ｇ  ４３１４のばね用ステンレス鋼線で線径が５ｍｍ以下で引張強さが１０００Ｎ／ｍｍ２以上のもの、ＪＩＳ  Ｇ  ３５２２  のピアノ線で線径が５ｍｍ以下で引張強さが１５００Ｎ／ｍｍ２以上の金属材料を用いることが好適である。上記弾性体は、その耐久性を高めるために上記金属材料を所定形状に加工した後に、焼入焼戻しの熱処理を施して形成することが好ましい。また、メタノール等の燃料に対する耐食性を高めるために、金属材料表面に金めっき、銀めっき、白金めっき、ロジウムめっき等の貴金属めっき層やフッ素、ダイヤモンドライクカーボン等の樹脂コーティング層を形成する表面処理を実施することも好ましい。
【００２０】
さらに、上記燃料電池において、前記弾性体の断面形状が円形であるように構成することが好ましい。弾性体の断面形状を円形とすることにより、断面が円形である汎用の金属線材料を使用することができ、弾性体の製造が容易になる。
【００２１】
また上記燃料電池用燃料供給機構において、前記弾性体は、前記弾性体の断面形状が楕円形であるように構成することもできる。弾性体の断面形状を楕円形とすることにより、弾性体断面の長軸方向における弾性力を高めることができ、ノズルまたは注入口の挟持力が高まり固定強度が大きくなる。さらに、弾性体が周溝に嵌入する部分の幅が大きくなり、周溝を形成したノズルまたは注入口の固定状態をより安定化できる。
【００２２】
さらに上記燃料電池用燃料供給機構において、前記弾性体の断面形状がノズルまたは注入口に形成した周溝に嵌入する部分が閉じた略Ｕ字形状であることが好ましい。弾性体の断面形状が前記ノズルの周溝に嵌入する部分が閉じた略Ｕ字形状とすることにより、周溝に嵌入する弾性体の嵌入部が曲面状になり、ノズルと注入口とを接合する際に周溝が弾性体の曲面部に沿って円滑に摺動しながら最終的に弾性体の曲面部が周溝に嵌入する。したがって、弾性体と周溝とが引っ掛かりを生じることなく弾性体は円滑に周溝に嵌入され、カートリッジのノズルと燃料電池本体の注入口との接合操作が容易となる。
【００２３】
上記カートリッジ容器を構成する熱可塑性樹脂としては、直鎖低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ），ポリスチレン（ＰＳ），ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ），酢酸ビニル樹脂、ビニルアセタール樹脂、スチロール樹脂、アクリル樹脂、フッ素樹脂、ポリアミド樹脂、アセタール樹脂、ポリカーボネ―ト、ポリ四フッ化エチレン樹脂、塩化ビニル樹脂、アクリロニトリルスチレン共重合体（ＡＳ）樹脂、アクリロニトリルブタジエンスチレン共重合体（ＡＢＳ）樹脂、繊維索系プラスチック、などの１種の材料または２種以上組み合わせた複合材が好適に使用できる。特に、繰り返しの押圧力に耐える機械的強度、燃料管理上必要な透明性、燃料に対する耐食性の観点からポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）が好適である。また、結晶化し易く分子間の結合強度が高くなる結晶性樹脂としては、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリ四フッ化エチレン樹脂、等が好適である。
【００２４】
本発明においては、上記燃料電池用燃料供給機構を燃料電池に使用するものである。
【発明の効果】
【００２５】
本発明に係る燃料電池用燃料供給機構およびその燃料電池用燃料供給機構を用いた燃料電池によれば、カートリッジのノズルを燃料電池本体の注入口の定位置まで十分に装着すると、弾性体がノズルまたは注入口の外周部に形成された周溝に、「カチッ」という装着音を発生させて嵌着し上記ノズルまたは注入口を定位置に弾性的に固定される。したがって、燃料を注入する使用者は、上記弾性体が周溝に嵌入する装着音によってカートリッジのノズルが燃料電池本体の注入口に完全に装着されたことを確認することができ、しかる後にカートリッジを押圧することにより、注入口を経てカートリッジ内の燃料を燃料電池本体へ漏洩無く注入することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
次に本発明に係る燃料電池用燃料供給機構およびその燃料電池用燃料供給機構を用いた燃料電池の実施形態について、以下の実施例および添付図面を参照してより具体的に説明する。
【００２７】
［実施例１］
図１〜図４は本発明に係る燃料電池用燃料供給機構およびその燃料電池用燃料供給機構を用いた燃料電池の一実施例を示し、特に弾性体を燃料電池本体の注入口側に装着した実施例１に係る燃料電池用燃料供給機構およびその燃料電池用燃料供給機構を用いた燃料電池の構成を示している。具体的に、図１は本実施例に係る燃料電池用燃料供給機構およびその燃料電池用燃料供給機構を用いた燃料電池において、燃料を充填したカートリッジの構成を示す正面図であり、図２はカートリッジのノズルと燃料電池本体の注入口とを接合した状態を示す断面図であり、図３は燃料電池本体の注入口の構成を示す正面図であり、図４は図３におけるＩＶ−ＩＶ矢視平面図である。
【００２８】
すなわち、実施例１に係る燃料電池用燃料供給機構およびその燃料電池用燃料供給機構を用いた燃料電池は、収容した液体燃料１を射出するノズル２を有するカートリッジ３と、上記カートリッジ３からの液体燃料１を受け入れる注入口４を有する燃料電池本体５とを備え、上記カートリッジ３のノズル２と燃料電池本体５の注入口４とを着脱自在に構成した燃料電池において、上記カートリッジ３のノズル２の外周部に周溝６が形成されている一方、上記燃料電池本体５の注入口４の外周に沿った少なくとも一部に切欠部７が形成されており、上記切欠部７に弾性的に嵌着され、上記カートリッジ３のノズル２が燃料電池本体５の注入口４の定位置まで挿入された時にノズル２の周溝６に部分的に嵌着し上記ノズル２を定位置に弾性的に固定する弾性体８としてのＵ字ピンを配設して構成されている。
【００２９】
また上記弾性体８は、ＪＩＳ  Ｇ  ３５２２のピアノ線（円形断面）を図８（ｂ）に示すように、一方に開放端を形成した略Ｕ字状に折り曲げ加工した後に、温度３００℃で１０分間の条件で焼入焼戻し熱処理を実施し耐久性を高めたものを使用した。また、メタノール燃料に対する耐食性を高めるために、ピアノ線表面に厚さ５μｍの金めっき層を形成したものを使用した。調製した弾性体８としてのＵ字ピンは、図４に破線で示すように、対向する２辺を弾性力に抗して押し広げた状態で注入口４の外側に配置した後に、弾性体の復元力によって注入口４に形成した切欠部７に装着した。弾性体８を装着した時点で、弾性体８の一部は図４に示すように注入口４の内部に突出する形状となっている。
【００３０】
上記のような構成を有する実施例１に係る燃料電池において、カートリッジ３のノズル２を燃料電池本体５の注入口４の定位置まで十分に装着すると、弾性体８としてのＵ字ピンがノズル２の外周部に形成された周溝６に、「カチッ」という装着音を発生させて嵌着し上記ノズル２が定位置に弾性的に固定される。すなわち、図２に示すように上記Ｕ字状ピン８の対向する２辺がノズル２の周溝６に嵌入することによりノズル２を２点で挟持し固定する。したがって、液体燃料１を注入する使用者は、上記弾性体８としてのＵ字ピンが周溝６に嵌入する装着音によってカートリッジ３のノズル２が燃料電池本体５の注入口４に完全に装着されたことを確認することができ、しかる後にカートリッジ３を押圧することにより、注入口４を経てカートリッジ３内の液体燃料１を燃料電池本体５の燃料タンク等へ漏洩無く注入することが可能になった。
【００３１】
次に、上記弾性体８をカートリッジ３のノズル２側に装着した燃料電池用燃料供給機構およびその燃料電池用燃料供給機構を用いた燃料電池の構成例について図５〜図７に示す実施例２を参照して説明する。
【００３２】
［実施例２］
図５〜図７は本発明に係る燃料電池電池用燃料供給機構およびその燃料電池用燃料供給機構を用いた燃料電池の他の実施例を示し、特に弾性体８としてのＵ字ピンをカートリッジ３の円筒状ノズル２ａ側に装着した実施例２に係る燃料電池の構成を示している。具体的に、図５は本実施例に係る燃料電池において、液体燃料１としてのメタノールを充填したカートリッジ３の構成を示す正面図であり、図６はカートリッジ３のノズル２ａと燃料電池本体５の注入口４ａとを接合した状態を示す断面図であり、図７は燃料電池本体５の注入口４ａの構成を示す正面図である。
【００３３】
すなわち、実施例２に係る燃料電池用燃料供給機構およびその燃料電池用燃料供給機構を用いた燃料電池は、収容した液体燃料１を射出する円筒状ノズル２ａを有するカートリッジ３と、上記カートリッジ３からの液体燃料１を受け入れる注入口４ａを有する燃料電池本体５とを備え、上記カートリッジ３のノズル２ａと燃料電池本体５の注入口４ａとを着脱自在に構成した燃料電池において、上記燃料電池本体５の注入口４ａの外周部に周溝６ａが形成されている一方、上記カートリッジ３のノズル２ａの外周に沿った少なくとも一部に切欠部７ａが形成されており、上記ノズル２ａの切欠部７ａに弾性的に嵌着され、上記燃料電池本体５の注入口４ａがカートリッジ３のノズル２ａの定位置まで挿入された時に注入口４ａの周溝６ａに部分的に嵌着し上記注入口４ａを定位置に弾性的に固定する弾性体８としてのＵ字ピンを配設して構成されている。
【００３４】
また上記弾性体８を構成するＵ字ピンとしては、実施例１で使用したＵ字ピンと同一のものを使用した。すなわち、ＪＩＳ  Ｇ  ３５２２のピアノ線を図８（ｂ）に示すように、一方に開放端を形成した略Ｕ字状に折り曲げ加工した後に、温度３００℃で１０分間の条件で焼入焼戻し熱処理を実施し耐久性を高めたものを使用した。また、メタノール燃料に対する耐食性を高めるために、ピアノ線表面に厚さ５μｍの金めっき層を形成したものを使用した。調製した弾性体８としてのＵ字ピンは、図４に破線で示すように、対向する２辺を弾性力に抗して押し広げた状態でノズル２ａ外側に配置した後に、弾性体の復元力によってノズル２ａに形成した切欠部７ａに装着した。弾性体８を装着した時点で、弾性体８の一部は図４に示すようにノズル２ａの内部に突出する形状となっている。
【００３５】
上記のような構成を有する実施例２に係る燃料電池用燃料供給機構およびその燃料電池用燃料供給機構を用いた燃料電池において、カートリッジ３の円筒状ノズル２ａを燃料電池本体５の注入口４ａの定位置まで十分に装着すると、弾性体８としてのＵ字ピンが注入口４ａの外周部に形成された周溝６ａに、「カチッ」という装着音を発生させて嵌着し上記注入口４ａが定位置に弾性的に固定される。すなわち、図６に示すように上記Ｕ字状ピン８の対向する２辺が注入口４ａの周溝６ａに嵌入することにより注入口４ａを２点で挟持し固定する。したがって、液体燃料１を注入する使用者は、上記弾性体８としてのＵ字ピンが周溝６ａに嵌入する装着音によってカートリッジ３のノズル２ａが燃料電池本体５の注入口４ａに完全に装着されたことを確認することができ、しかる後にカートリッジ３を押圧することにより、注入口４ａを経てカートリッジ３内の液体燃料１を燃料電池本体５の燃料タンク等へ漏洩無く注入することが可能になった。
【００３６】
上記実施例１、２においては、弾性体８として図８（ｂ）に示すように略Ｕ字状に折り曲げ加工した断面円形のＵ字ピンを使用したが、弾性体の全体形状および断面形状はこれに限らず、必要とする弾性力（固定力）に応じて種々の形態を採用することができる。例えば、全体形状として図８（ａ）に示す“コ”の字状、図８（ｃ）に示す馬蹄形状、図８（ｄ）に示す“ひ”の字状、図８（ｅ）に示すＶ字状、図８（ｆ）に示す凹部を形成した形状、図８（ｇ）に示す三角形状、図８（ｈ）に示す丸形状、など種々の形態を採用できる。
【００３７】
特に弾性体８として、図８（ｃ）に示すように馬蹄形状のピンを採用した場合には図８（ｂ）に比べノズルと注入口の固定力を強化することができる。また、図８（ｄ）に示すように“ひ”の字状にした場合には（ｂ）に比べノズルと注入口の固定力を強化することができるだけでなく、塑性変形が起こりにくく繰り返しの装着に対し耐久力をもつ。図８（ｅ）に示すようにＶ字形のピンを採用した場合にはＶ字の開放端側にノズルを受ける筐体壁面があれば３点支持することができる。図８（ｆ）に示すように凹部を形成した形状のピンを採用した場合にも３点支持することができる。図８（ｇ）に示すように、一つの角部に開放端を形成した略三角形状のピンを採用した場合には、この三角形状ピンの対向する３辺がノズルまたは注入口に形成した周溝に嵌入することによりノズルまたは注入口を３点で挟持し固定するように構成することにより、ノズルと注入口との装着状態がより安定化する上に、カートリッジのノズルの軸線と燃料電池本体の注入口の軸線とが一致し正常な液密状態で接合していることが容易に確認できる。
【００３８】
また弾性体８として、図８（ｈ）に示すように、一部に切欠を形成した略円形状のピンを採用した場合には、この円形状ピンの円周部がノズルまたは注入口に形成した周溝に嵌入することによりノズルまたは注入口を線接触で挟持し固定されるため、ノズルと注入口との装着状態がより安定化する上に、カートリッジのノズルの軸線と燃料電池本体の注入口の軸線とが一致し正常な液密状態で接合していることが容易に確認できる。
【００３９】
この弾性体８は、ノズルまたは注入口を２点支持、好ましくは３点支持、さらに好ましくは線接触で支持するような形状とすることで、よりその効果を得ることができる。上記実施例１、２においては、弾性体８として図９（ａ）に示すように円形断面を有するＵ字ピンを使用したが、弾性体の断面形状はこれに限らず、必要とする弾性力（固定力）に応じて種々の形態を採用することができる。例えば、断面形状として図９（ｂ）に示す楕円形状、図９（ｃ）に示すＵ字形状、図９（ｄ）に示す長方形状、など種々の断面形状を採用できる。
【００４０】
特に図９（ｂ）に示す楕円形状および図９（ｄ）に示す長方形状の断面を有する弾性体８を使用した場合には、弾性体断面の長軸方向における弾性力を高めることができ、ノズルまたは注入口の挟持力が高まり固定強度が大きくなる。さらに、弾性体が周溝に嵌入する部分の幅が大きくなり、周溝を形成したノズルまたは注入口の固定状態をより安定化できる。また、図９（ｃ）に示すＵ字形状の断面を有する弾性体８を使用した場合には、Ｕ字内部にノズル外周上に形成されたリブを嵌着させるとピンとノズルの位置が正確に定まりより安定した注入動作を行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明に係る燃料電池電池用燃料供給機構およびその燃料電池用燃料供給機構を用いた燃料電池によれば、カートリッジのノズルを燃料電池本体の注入口の定位置まで十分に装着すると、弾性体がノズルまたは注入口の外周部に形成された周溝に、装着音を発生させて嵌着し上記ノズルまたは注入口を定位置に弾性的に固定される。したがって、燃料を注入する使用者は、上記弾性体が周溝に嵌入する装着音によってカートリッジのノズルが燃料電池本体の注入口に完全に装着されたことを確認することができ、しかる後にカートリッジを押圧することにより、注入口を経てカートリッジ内の燃料を燃料電池本体へ漏洩無く注入することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明に係る燃料電池電池用燃料供給機構およびその燃料電池用燃料供給機構を用いた燃料電池の一実施例において燃料を充填したカートリッジの構成を示す正面図。
【図２】カートリッジのノズルと燃料電池本体の注入口とを接合した状態を示す断面図。
【図３】燃料電池本体の注入口の構成を示す正面図。
【図４】図３または図５におけるＩＶ−ＩＶ矢視平面図。
【図５】本発明に係る燃料電池電池用燃料供給機構およびその燃料電池用燃料供給機構を用いた燃料電池の他の実施例において燃料を充填したカートリッジの構成を示す正面図。
【図６】他の実施例におけるカートリッジのノズルと燃料電池本体の注入口とを接合した状態を示す断面図。
【図７】他の実施例における燃料電池本体の注入口の構成を示す正面図。
【図８】弾性体の全体形状例を示す平面図。
【図９】弾性体の断面形状例を示す断面図。
【符号の説明】
【００４３】
１…液体燃料（メタノール）、２、２ａ…ノズル、３…カートリッジ、４、４ａ…注入口、５…燃料電池本体（燃料タンク）、６、６ａ…周溝、７、７ａ…切欠部、８…弾性体（Ｕ字ピン）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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